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du***

Mark一下，因为已经快要学习到ADC后面的课程，再用自己手搓的开发板不能做相应的实验，就想申请下冲哥同款实验箱。昨天刚申请通过，今天就收到了，还是寄的顺丰，速度好快，本来预计可能要周六或周日才能到的。收到实验箱的第一眼就喜欢上了。它非常超乎我的意料，制作精美，工艺精湛，后续可以继续跟着冲哥的视频学习后面的课程了。

其他的小伙伴也要加油，STC真是不错，每天打卡学习真的可以免费得到实验箱，工欲善其事，必先利其器，STC都把这么好的学习武器提供给我们了，我们还有什么理由不好好学习单片机知识呢。

du***

dumon 发表于 2024-4-17 22:28
Mark一下，因为已经快要学习到ADC后面的课程，再用自己手搓的开发板不能做相应的实验，就想申请下冲哥同款 ...

太激动了，都忘记附上实验箱的照片了。

小涵***

哇，鸟枪换大炮了

du***

按键状态机


按键按状态来分：按键按下、按键松开
       按电平来分：低电平、高电平

其中按键按下时按低电平时长分为5种状态：
<30 ms     消抖
=30 ms     单击
<3000ms  单击结束
=3000ms  长按3秒
>3000ms  长按结束

可以看到时间是在一直累加的，当到达其中1个时间点时我们就执行这一步的程序，比如在30ms以内，我们认为按键是消抖状态，不进行任何操作，正好等于30ms时，执行单击程序，大于30ms小于3000ms这个区间是认为在长按过程，正好等于3000ms时认为达到长按的判定。超过3000ms，可以判定为长按结束。
这里引进了一个状态机的概念，状态机教程里说的是条件转移，即这个变量是按键按下后累计的时长ms，随着时间轴的进行，等于或满足哪个条件时就进行运行状态转移，就比如上面的消抖，单击，长按，他是要满足时间条件后才能运行对应的步。

下面分析下程序：
计时数组  u16 count[8] = {0,0,0,0,0,0,0,0};     //一个8位元素的数组，每个元素对应1个P口的8位IO口，用于记录每个按键按下后的时间，数据类型要为16位整型。比如count[0]用于记录P3.0按下的时长

u8 LastState = 0;   //8位整型变量用于记录上次哪个按键按下

检查按键状态函数，放在主程序中每10ms执行一次
void KEY_Deal(void)
{
    u8 i = 0;
    for(i=0; i<8; i++)       //循环8次，用于判定P30~P37有无按键按下
    {
        if(~P3 & (1<<i))     //假设i= 0时，P30有按下为低电平，~P30 = ^(1111 1110)=0000 0001，1<<0 = 0000 0001,两者相与后为0000 0001,如果持续有P30按下，这个条件是一直满足的。
        {
            if(count[i]<60000)   //当有按键按下时，并且count[i]的值小于60000时，对应的count[i]就会一直进行累加，用于记录对应的按键按下时间。
                count[i]++;
        }
        else            //当按键松开后，执行else里的语句
        {
            if(count[i]>0)    //当按键松开时，此时count[i]是大于0的，会把按键状态更新给LastState,LastState用来记录哪个按键按下了
            {
                LastState |= (1<<i);  //这个按键有按下过，假设是P35，i=5,LastState = 0000 0000,1<<5 = 0010 0000,更新后LastState = 0010 0000
             }
             else
             {
                 LastState &= ~(1<<i);  //两者相与，比如上面是P35按下，在i=0到4时，0010 0000 & 1111 1110，还是保持0010 0000不变，只有在i=5时才会将LastState清零，
             }                                     //所以在这段函数运行时，会记录下哪个按键有按下，按下了多长时间，并将按键状态传递给LastState。
             count[i] = 0;              //计数变量count[i]清零
         }
    }
}

读取指定的按键 状态
/**************变量声明**************/
#define KEY_NOPRESS        0                // 按键未按下
#define KEY_FILCKER                1                // 消抖
#define KEY_PRESS                2                // 单击
#define KEY_PRESSOVER        3                // 单击结束
#define KEY_LONGPRESS        4                // 长按3秒
#define KEY_LONGOVER        5                // 长按结束
#define KEY_RELAX                6                // 按键松开

u8 KEY_Readstate(u8 keynum)    //keynum = 0~7;10ms执行一次
{
    if(coount[keynum]>0)   //按键有按下时，count[i]有计数，各种状态处理
   {
       if(count[keynum]<3)               //1~29ms按键消抖
      {    return KEY_FILCKER;  }
       else if (count[keynum]==3)     //超过30ms,返回单击
      {    return KEY_PRESS;  }

       else if (count[keynum]<300)    //31~2999ms，返回单击结束
      {    return KEY_PRESSOVER;  }


       else if (count[keynum]==300)  //正好3000ms时，返回长按
      {    return KEY_LONGPRESS;  }


       else                                        // 大于3000ms，返回长按结束
      {    return KEY_LONGOVER;  }

    }
   else                //按键松开后，进行判断按键之前有无按下过
   {
        if(LastState & (1<<keynum))    //假设之前P3.5有按下过，LastState会记忆P3.5的状态值，当P3.5再次按下，等其松开后就会返回”KEY_RELAX“，表示这个键上次有按下过
        {   return KEY_RELAX;  }
        else
        {   return KEY_NOPRESS;  }     //按键之前没有被按下过，比如上次是按的P3.5，这次是按的P3.0，两者不相等，就会返回这里语句的值。
    }
}

以上，是对第13集多任务处理中，按键状态机的程序解读，LastState这个变量是用于检查按键检查函数中用于区分”按键松开“与”没有按下“。

通过计数数组count[i]来统计按键按下时长，根据count[i]的值来判定程序应该执行到哪一步，满足了某个条件就进行转移，这就是状态机，这也是程序中一种常用用法。后面还会经常运用到。

电子爱***

学的真好啊

du***

第13集 多任务处理的总结

附上开发板烧录程序后的演示视频
手写学习笔记

zuod***

大哥，真乃大佬也，佩服！我学的没你认真，现在都开始遗忘了

du***

第14集 矩阵按键

1.矩阵按键是什么？
相对于独立按键，每1个按键占用1个IO口，矩阵按键是将按键排列成矩阵排列的形式的按键排列。

课程里以P0口为例，P0.0-P0.3 4个IO为一组，P0.4-P0.7 4个IO为一组，可以组成4*4排列，通过8个IO口实现16个按键的输入。

具体怎么实现的呢，有些是说明行扫描法或列扫描法，执行逻辑为：
1.先将P0.4-P0.7输出为低电平，P0.0-P0.3为高电平，当某个按键按下时，检测P0.0-P0.3哪个为低电平，用异或记下这时的P0口的值；
2.反转，将P0.0-P0.3输出为低电平，P0.4-P0.7输出为高电平，当同样的按键按下时，检测P0.4-P0.7哪个为低电平，用异或记下这时的P0口的值；
3.将2次P0口的值相或得到新的组合值，根据组合值计算出这是哪个按键被按下了。

这里的本质还是独立按键的工作原理，因为不便于描述，这里还是附上手写笔记，方便大家更好理解。

总的原则，矩阵按键也是由独立按键演化而来的，只是其中一组在充当GND，矩阵按键就是用行列来确定哪个按键按下，所以会有一外键值表，我们可以根据键值表来确定是哪个按键被按下。

矩阵按键极大缓解了单片机IO口不够用的情况。

du***

dumon 发表于 2024-5-28 23:31
第14集 矩阵按键

1.矩阵按键是什么？

非常抱歉，在上传图片时没有提前预览，导致图片旋转了180度，不便于大家观看，已重新上传。

du***

矩阵键盘补充：
准双向口的含义是：即可以写入0或1，又可读取P口的状态，但有一点要注意的是两者不能同时进行。同一时间只能进行一个读或写操作。


怎么对IO口进行读操作：2种方法
1）使用“==”号
if(P0 == 0xC0),这里程序就会对P0口进行读操作，并与0xC0进行判定是否等于
2）用变量转存Pn口的高低电平，用（8位二进制或2位16进制）
u8 key_state；
key_state = P0;


我在这节课学习时也学了好久，但通过原理图的分析加深自己的理解，最终把矩阵键盘搞定了。

/**************************************************************************
        “矩阵键盘：行列扫描得出按键键值，水平为列，垂直为行
        先行写入低电平，列写入高电平，延时10ms后，再读取列电平状态，检测出哪列有低电平
        再列写入低电平，行写入高电平，延时10ms后，再读取行电平状态，检测出哪行有低电平，
        通过行列组合判断哪个按键按下。
        这里相当于Arduino的digitalWrite和digitalRead，我想这就是准双向口的源来吧。
        
        第1步：P0.0-P0.3写入低电平，P0.4-P0.7写入高电平，为1111 0000，延时10ms，读取P0.4-P0.7哪个为低电平，则确认列数，
        如P0.7读取为0，0111 0000^1111 0000=1000 0000，异或的目的是与上次比较哪个P口状态有变。此次为P0.7口有变
        第2步：P0.0-P0.3写入高电平，P0.4-P0.7写入低电平，为0000 1111，延时10ms，读取P0.0-P0.3哪个为低电平，则确认行数，
        如P0.0读取为0，0000 1110^0000 1111=0000 0001，此次为P0.0口有变。
        第3步：将行与列进行逻辑或组合，1000 0000|0000 0001=1000 0001=0x81，P0.0+P0.7的交点为KEY13，
        
        下表为4x4矩阵键盘的键值
        
---行--------- P0.0            P0.1        P0.2        P0.3
                                 |                  |       |       |
|                                 |                  |       |       |
|        P0.4--------KEY1-----KEY2----KEY3----KEY4---------
|                             0x11         0x12    0x14    0x18        
|                                 |                  |       |       |        
|        P0.5--------KEY5-----KEY6----KEY7----KEY8---------
列                             0x21         0x22    0x24    0x28
|                                 |                  |       |       |        
|        P0.6--------KEY9----KEY10---KEY11----KEY12--------
|                             0x41         0x42    0x44    0x48
|                                 |                  |       |       |        
|        P0.7-------KEY13----KEY14---KEY15----KEY16--------
                        0x81         0x82    0x84    0x88
**************************************************************************/

#include <STC32G.H>
#include "comm/stc32_stc8_usb.h"

#define MAIN_Fosc       24000000L   //定义主时钟

char *USER_DEVICEDESC = NULL;
char *USER_PRODUCTDESC = NULL;
char *USER_STCISPCMD = "@STCISP#"; 

#define MatrixKEY P0                                //定义P0为矩阵键盘

void delay_ms(u16 ms)                //@24.000MHz
{
        u16 i;
        do{
                i= MAIN_Fosc/6000;
                while(--i);
        }        while(--ms);
}

u8 MatrixKEY_Read()
{
        u8 key_State;                                                                //用于存储按键状态
        u8 key_value;                                                                //用于存储按键键值
        //第一步，P0.0-P0.3给低电平，P0.6-P0.7给高电平，如果检测到P0.6-P0.7为低电平，则确认哪一列按下
        MatrixKEY = 0xC0;                                                        //“这里的MatrixKEY表示写入电平”1100 0000，
        delay_ms(10);                                                                //假设P0.7为0
        key_State = (MatrixKEY^0xC0);                                //“这里的MatrixKEY表示读取电平” 0100 0000~1100 0000=“1000 0000”
        
        //第二步，P0.0-P0.3给高电平，P0.6-P0.7给低电平，如果检测到P0.0-P0.3为低电平，则确认哪一行按下
        MatrixKEY = 0x0F;                                                        //0000 1111
        delay_ms(10);                                                                //假设P0.0为0
        key_State = key_State |(MatrixKEY^0x0F);        //0000 1110~0000 1111= “0000 0001”，1000 0000|0000 0001=1000 0001
        
        //第三步，行列组合,判断是哪个按键按下        
        switch (key_State)
    {
            case 0x41:
                        key_value = 1;
                    break;
            case 0x42:
                        key_value = 2;
                    break;
            case 0x44:
                        key_value = 3;
                    break;
            case 0x48:
                        key_value = 4;
                    break;
            case 0x81:
                        key_value = 5;
                    break;
            case 0x82:
                        key_value = 6;
                    break;
            case 0x84:
                        key_value = 7;
                    break;
            case 0x88:
                        key_value = 8;
                    break;                
            default:key_value = 0;
                    break;
    }
        printf("现在按下的是%2d\r\n", key_value);                //利用printf函数输出按键键值
        return key_value;        
}

void sys_init()
{
    WTST = 0;  //设置程序指令延时参数，赋值为0可将CPU执行指令的速度设置为最快
    EAXFR = 1; //扩展寄存器(XFR)访问使能
    CKCON = 0; //提高访问XRAM速度

    P0M1 = 0x00;   P0M0 = 0x00;   //设置为准双向口
    P1M1 = 0x00;   P1M0 = 0x00;   //设置为准双向口
    P2M1 = 0x00;   P2M0 = 0x00;   //设置为准双向口
    P3M1 = 0x00;   P3M0 = 0x00;   //设置为准双向口
    P4M1 = 0x00;   P4M0 = 0x00;   //设置为准双向口
    P5M1 = 0x00;   P5M0 = 0x00;   //设置为准双向口
    P6M1 = 0x00;   P6M0 = 0x00;   //设置为准双向口
    P7M1 = 0x00;   P7M0 = 0x00;   //设置为准双向口

    //====== USB 初始化 ======
    P3M0 &= ~0x03;
    P3M1 |= 0x03;
    
    IRC48MCR = 0x80;
    while (!(IRC48MCR & 0x01));
}

void main()
{
    sys_init();  //系统初始化
    usb_init();  //USB CDC 接口配置
    EA = 1;                 //打开总中断
    
    while (1)
    {
                if(bUsbOutReady)
                {
                        USB_SendData(UsbOutBuffer,64);  //发送数据缓冲区，长度（接收数据原样返回, 用于测试）
                        usb_OUT_done();        //接收应答（固定格式）        
                        
                }
                MatrixKEY_Read();
    }
}
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